Enhanced fatty acid oxidation in adipocytes and macrophages reduces lipid-induced triglyceride accumulation and inflammation

Lipid overload in obesity and type 2 diabetes is associated with adipocyte dysfunction, inflammation, macrophage infiltration, and decreased fatty acid oxidation (FAO). Here, we report that the expression of carnitine palmitoyltransferase 1A (CPT1A), the rate-limiting enzyme in mitochondrial FAO, is higher in human adipose tissue macrophages than in adipocytes and that it is differentially expressed in visceral vs. subcutaneous adipose tissue in both an obese and a type 2 diabetes cohort. These observations led us to further investigate the potential role of CPT1A in adipocytes and macrophages. We expressed CPT1AM, a permanently active mutant form of CPT1A, in 3T3-L1 CARΔ1 adipocytes and RAW 264.7 macrophages through adenoviral infection. Enhanced FAO in palmitate-incubated adipocytes and macrophages reduced triglyceride content and inflammation, improved insulin sensitivity in adipocytes, and reduced endoplasmic reticulum stress and ROS damage in macrophages. We conclude that increasing FAO in adipocytes and macrophages improves palmitate-induced derangements. This indicates that enhancing FAO in metabolically relevant cells such as adipocytes and macrophages may be a promising strategy for the treatment of chronic inflammatory pathologies such as obesity and type 2 diabetes.

Enhanced fatty acid oxidation in adipocytes and macrophages reduces lipid-induced triglyceride accumulation and inflammation

Lipid overload in obesity and type 2 diabetes is associated with adipocyte dysfunction, inflammation, macrophage infiltration, and decreased fatty acid oxidation (FAO). Here, we report that the expression of carnitine palmitoyltransferase 1A (CPT1A), the rate-limiting enzyme in mitochondrial FAO, is higher in human adipose tissue macrophages than in adipocytes and that it is differentially expressed in visceral vs. subcutaneous adipose tissue in both an obese and a type 2 diabetes cohort. These observations led us to further investigate the potential role of CPT1A in adipocytes and macrophages. We expressed CPT1AM, a permanently active mutant form of CPT1A, in 3T3-L1 CARΔ1 adipocytes and RAW 264.7 macrophages through adenoviral infection. Enhanced FAO in palmitate-incubated adipocytes and macrophages reduced triglyceride content and inflammation, improved insulin sensitivity in adipocytes, and reduced endoplasmic reticulum stress and ROS damage in macrophages. We conclude that increasing FAO in adipocytes and macrophages improves palmitate-induced derangements. This indicates that enhancing FAO in metabolically relevant cells such as adipocytes and macrophages may be a promising strategy for the treatment of chronic inflammatory pathologies such as obesity and type 2 diabetes.

Preparació de materials híbrids orgànico-inorgànics a partir de sals d'imidazoli

Estudi elaborat a partir d’una estada a l’ Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier, França, durant 2006. S’han sintetitzat materials híbrids orgànico-inorgànics mitjançant el procés sol-gel i altres estratègies sintètiques. En alguns casos, s’ha intentat estructurar aquests materials, ja sigui per autoestructuració o per mitjà de tensioactius. Com a catalitzadors de les reaccions d'hidròlisi i policondensació s’han utilitzat àcids, bases i fluorurs. Els materials obtinguts s’han caracteritzat mitjançant diferents tècniques: BET (Brunauer-Emmett-Teller), TEM (microscopia electrònica de transmissió), SEM (microscòpia electrònica de rastreig), raigs X en pols , IR i RMN (ressonància magnètica nuclear) en estat sòlid. Amb aquests materials es pretén preparar catalitzadors heterogenis de Pd per reaccions d’acoblament creuat, i de Ru per reaccions de metàtesi. També s’han sintetitzat sals d'imidazoli amb cadenes hidrocarbonades llargues amb l'objectiu de preparar gels de sílice amb aquestes molècules atrapades dins la matriu inorgànica. Aquests materials s’utilitzaran com a organocatalitzadors i també es prepararan els corresponents catalitzadors de Pd per reaccions de Heck, Suzuki i Sonogashira. Les sals d’imidazoli s’han utilitzat com a tensioactius en la preparació de gels de sílice estructurats. Aquestes molècules han resultat ser cristalls líquids i s’han caracteritzar mitjançant DSC (differential scanning calorimetry), microscopia òptica i raigs X.

Regulació del factor de transcripció NFAT5 per les quinases WNK1, SPAK i OSR1 i cerca de quinases activadores de la pròpia WNK1 en resposta a estrés osmòtic

Estudi elaborat a partir d’una estada a la School of Life Sciences de la University of Dundee, Gran Bretanya, entre gener i març del 2007.L'estrès osmòtic causa rà pidament l'activació de la quinasa WNK1, que fosforila i activa a continuació les quinases SPAK i OSR1, que alhora regulen canals i transportadors d’ions preexistents a la membrana cel•lular. El factor de transcripció NFAT5 és el principal regulador de la resposta cel•lular transcripcional secundà ria a hipertonicitat i s’ha descrit que les quinases p38, Fyn, PKA, ERK/MEK i ATM estan involucrades en la seva regulació post-traduccional. No obstant, com que la funció d’aquestes quinases no explica totalment els mecanismes d'activació de NFAT5, s’ha estudiat si l’activitat transcripcional de NFAT5 pot estar regulada per WNK1, SPAK o OSR1. Així doncs, es va observar que l’activitat d’un reporter dependent de NFAT5 no es veu afectada per la presència de cap de les quinases anteriors, en la seva forma wild-type o dominant negatiu. D’altra banda, es va estudiar quin domini de WNK1 és necessari per a que pugui respondre a hipertonicitat i quines quinases poden estar involucrades en la fosforilació de la serina 382 de WNK1. En conclusió, les dades obtingudes apunten que l’activació de WNK1 en resposta a estrès osmòtic requereix la seva fosforilació en la serina 382 per quinases upstream com PAK2 o RSK i que també és necessari un dels seus dominis coiled-coil, almenys els aminoà cids 558 i 561. Aquests processos, però, semblen ser independents de l’activació de NFAT5 en resposta a hipertonicitat.   

L'efecte del pH i del sistema de cultiu en el creixement de plantes de raves (Raphanus sativus L. )

Treball de recerca realitzat per un alumne d’ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l’any 2008. Es pretén determinar quina influència exerceix el pH i el mètode de cultiu en el creixement i desenvolupament de les plantes de rave. S’han estudiat sis objectius concrets. Primerament, la influència del pH en el creixement de plantes de rave. Segonament, comparar dos sistemes de cultiu hidropònics: amb aigua i amb perlita. Tercerament, determinar la rendibilitat econòmica de cada sistema segons els costos i els resultats obtinguts. En quart lloc, avaluar la possibilitat d’emprar aquests mètodes a major escala i com alternativa al cultiu tradicional al sòl. En cinquè lloc, estudiar per microscòpia electrònica de rastreig els diferents epitelis de la planta. I, finalment, estudiar com afectaria el fenomen de la pluja àcida, mitjançant l’observació de l’efecte de pH àcids en el creixement de la planta.

Avaluació dels efectes de les procianidines de pinyol de raïm sobre la secreció d'insulina

Les procianidines són un tipus de compostos fenòlics que es troben en aliments com la xocolata, i en begudes com el vi negre. Actualment es coneix que les procianidines exerceixen efectes beneficiosos sobre la salut, especialment sobre el sistema cardiovascular. Estudis realitzats pel grup de recerca “Nutrigenòmica” d’aquesta universitat, mostren indicis que les procianidines afecten la funció secretora d’insulina del pàncrees. En aquest estudi s’han avaluat els efectes que du a terme l’extracte de procianidines de pinyol de raïm (GSPE) sobre la síntesi i la secreció d’insulina en el pàncrees, mitjançant experiments realitzats in vitro, amb la línia cel•lular pancreàtica MIN-6, i in vivo, en models de rata sans i amb síndrome metabòlica. In vitro, s’observa que GSPE realitza una acció inhibidora de la secreció d’insulina en les cèl•lules MIN-6 en condicions basals de glucosa, essent a una concentració de 1 mg/l de GSPE on s’observa un efecte més clar. Els responsables d’aquesta inhibició són els àcids fenòlics i els monòmers presents en l’extracte. En condicions d’estimulació aquest extracte produeix una certa activació de la secreció d’insulina, en la mateixa línia cel•lular, a l’exposar les cèl•lules a una dosi de 10 mg/l. In vivo, l’assaig de l’expressió gènica de la insulina mostra que GSPE redueix la transcripció d’aquest gen, i que aquest efecte depèn tant de la dosi com del període d’administració de l’extracte. Estudis preliminars per determinar el mecanisme d’acció de GSPE, indiquen que aquestes molècules modulen l’expressió del gen de Pdx-1, el qual és un factor de transcripció que estimula l’expressió del gen de la insulina. Amb els resultats obtinguts es pot concloure que GSPE actua frenant tant la síntesi com la secreció d’insulina, tot i que s’ha d’aprofundir més en la descripció de l’efecte observat, i els mecanismes moleculars pels quals te lloc.

Aplicació de la termoquimiolisi - cromatografia de gasos - espectrometria de masses a l'estudi de la matèria orgànica del sòl

Estudi realitzat a partir d’una estada a la Université de Poitiers, França, entre 2007 i 2009. El treball s'ha centrat en dues activitats bàsiques. El treball realitzat s’ha centrat en dues activitats bàsiques. D’una banda, la posada a punt d'un protocol de fraccionament de la matèria orgànica del sòl, per extraccions successives amb solvents alcalins després d'una seqüència de pretractaments al sòl: cap pretractament, atac amb àcid (per destruir els carbonats), atac amb ditionit (per reduir els òxids de Fe i Al i facilitar l'extracció de la matèria orgànica associada a aquests compostos). El protocol dóna una visió de conjunt de la situació de la matèria orgànica del sòl, combinant aspectes físics (protecció, precipitació, oclusió per carbonats) i químics (grau d'humificació). D’altra banda, l'aprenentatge de la tècnica de termoquimiolisi-cromatografia de gasos-espectrometria de masses. Aquest era l'objectiu de l'estada a Poitiers, al qual hem donat prioritat. Ens hem centrat en l'estudi de fraccions físiques (densimètriques) obtingudes en estudis anteriors sobre sòls forestals. Les fraccions considerades són: fracció lleugera (FL), tres fraccions ocluïdes (OC1, OC2 i OC3) i fracció densa (FD). L’aplicació de la termoquimiolisi permet de caracteritzar diversos grups de substàncies, de les quals ens hem centrat en alguns indicadors bioquímics: àcids grasos, alcohols, diàcids, productes fenòlics i altres productes aromàtics, derivats de carbohidrats. L’estudi de conjunt d’aquests productes indica que és a les fraccions ocluïdes (que solen ser minoritàries a tots els horitzons) on la matèria orgànica d’origen microbià és dominant, mentre que a les fraccions lleugera (FL) i densa (FD) la matèria orgànica d’origen vegetal sembla dominant. Es preveu aplicar aquesta tècnica a l’estudi de les fraccions obtingudes a la primera part del treball, actualment congelades i a l’espera de ser processades.

Avaluació de vitamines i antioxidants en aliments vegetals mitjançant tècniques HPLC-DAD i UPLC-MS/MS

El programa experimental s’ha portat a terme dins el marc de les activitats del projecte TRUEFOOD, finançat per la UE per als anys 2007-2010. L’objectiu principal d’aquesta activitat ha estat l’avaluació dels continguts en àcid ascòrbic (vitamina C), polifenols totals, àcids fenòlics i flavonoides en mostres de tomàquet i enciam, produïts sota diferents condicions de camp (producció ecològica i convencional). Per aconseguir els resultats s’han utilitzat mètodes analítics basats en tècniques de cromatografia líquida d’alta eficàcia (HPLC) i d’ultra-alta eficàcia (UHPLC) acoblades a sistemes de detecció de diode array (DAD) i espectrometria de masses (MSn). Per a l’àcid ascòrbic, s’ha desenvolupat un mètode ràpid que ha permès la determinació d’aquest compost en diferents matrius vegetals amb el mínim pretractament de les mostres, utilitzant una fase estacionària HILIC (Fluorinated Stationary Phase). Els mètodes desenvolupats d’anàlisi de compostos fenòlics han permès realitzar les anàlisi de forma ràpida, a fi de processar el màxim nombre de mostres per a obtenir resultats representatius. S’ha realitzat una completa caracterització dels extractes de tomàquet i enciam, ampliant el coneixement descrit en la bibliografia sobre la seva composició fenòlica. En el cas de l’enciam, s’ha identificat quatre compostos fenòlics que mai abans han estat descrits i quantificats en aquesta hortalissa. La definició, amb precisió, dels continguts en vitamina C i compostos fenòlics en les mostres analitzades ha permès comparar els efectes de diferents tècniques de cultiu sobre les característiques nutricionals dels vegetals objecte de l’estudi. Els mètodes d’anàlisi desenvolupats i els resultats derivats del projecte seran publicats properament en revistes científiques de reconegut prestigi.

Bis-sulfonamides quirals amb simetria C2 com a possibles organocatalitzadors per a l'addició estereoselectiva de nucleòfils a cations N-acilimini

En aquest treball s’ha plantejat estudiar la capacitat de diferents bissulfonamides per promoure, actuant com a àcids Brønsted, l’addició estereoselectiva d’un grup al·lil o un indole a un catió acilimini. Per això, s’han sintetitzat diversos tipus de bis-sulfonamides amb simetria C2, en forma enantiopura, i preparat precursors genèrics de cations N-acilimini. S’han dut a terme reaccions d’al·lilació i d’addició d’indole en diferents condicions i amb les diferents sulfonamides. Es va estudiar la possible estereoselectivitat dels productes d’addició, però en cap cas la presència de les bis-sulfonamides sintetitzades en la reacció ha afectat a l’estereoselectivitat de les addicions.

Síntesis de nuevas triarilfosfinas carboxiladas mediante hidrólisis del grupo trifluorometilo. Aplicaciones en catálisis de intercambio de fase y anclaje sobre sílica

En el presente trabajo se describe una nueva familia de ligandos trifenilfosfina con sustituyentes trifluorometilo y ácidos carboxílicos. Se ha desarrollado un procedimiento sintético optimizado para estos compuestos, en el que se parte de derivados fácilmente accesibles y permite obtener las fosfinas con elevada pureza y rendimiento. El procedimiento es, además, fácilmente escalable. Las fosfinas sintetizadas han sido completamente caracterizadas por las técnicas habituales. Uno de los ligandos preparados se ha usado en una prueba preliminar de hidroformilación de alqueno con un catalizador Rh/fosfina, en la que se ha ensayado la recuperación del catalizador mediante intercambio de fase a pH controlado. Otro de los ligando se ha anclado a una sílica mesoporosa comercial, usando la función carboxílica. El material resultante del anclaje se ha caracterizado por medio de análisis elemental y RMN en estado sólido (SSNMR) de 31P y 29Si. El proceso de obtención de estas nuevas fosfinas ha permitido explorar el alcance y limitaciones de la reacción de hidrólisis del grupo trifluorometilo en fosfinas arílicas, mediante el uso de ácido sulfúrico fumante y ácido bórico. Parte de estos resultados han sido depositados como patente (Patente española P201231702, 2012). Por otra parte, la nueva familia de ligando fosfinas descrita en este trabajo será comercializados próximamente por Strem, bajo licencia de la UAB.

Estudi edàfic dels boscos joves de pi negre del Parc Nacional d'Aigüestortes i Sant Maurici

Estudiem les característiques edàfiques del sòl dels boscos joves de pi negre (Pinus uncinata) de l’estatge subalpí del Parc Nacional d’Aigüestortes i Estany de Sant Maurici corresponents a àrees de reforestació entre els anys 1956 i 2008. Aquest estudi s’ha fet de 29 parcel•les d’aquesta zona situades sobre diferents tipus de substrat, orientació i pendent. S’ha caracteritzat el sòl a partir de l’anàlisi de textura, matèria orgànica, nitrogen total, fòsfor, sodi, potassi, magnesi, calci, capacitat d’intercanvi catiònic, acidesa del sòl, relació C/N. Els resultats confirmen que es tracta de sòls àcids amb un elevat contingut de matèria orgànica a l’horitzó superficial (0-5 cm) i majoritàriament tenen humus de tipus moder. Això fa que aquest tingui valors de nitrogen total elevats. Gràcies al pH àcid i els continguts de potassi, calci i magnesi tindrem una bona fertilitat ja que la solubilitat i assimilació dels nutrients del sòl serà bona. Tots els valors obtinguts disminueixen en profunditat i mostren una gran variabilitat entre les parcel•les estudiades.

Les comunitats segetals de la Cerdanya. Consideracions generals sobre la vegetació medioeuropea de la classe Secalietea a Catalunya

Aquest article estudia la vegetació dels sembrats (classe Secalietea Br.-Bl. 1952) de la Baixa Cerdanya i zones adjacents mitjançant el mètode fitocenològic i fa un repàs d'aquest tipus de comunitats a la Catalunya extramediterrània. Els sembrats dels terrenys àcids són referits a l'associació Scleranthetum anuui Br.-Bl. 1915, de l'aliança Scleranthion annui, força rara a la Cerdanya. Pel que fa a les comunitats neutròfiles, adscrites a l'aliança Caucalidion lappulae, discutim de primer el tractament sintaxonòmic rebut per aquest tipus de vegetació als Pirineus i altres zones peninsulars en treballs precedents. Hi reconeixem tres associacions: Kickxio-Nigelletum gallicae Fanlo 1988, coneguda només dels Pirineus centrals; Violo-Legousietum Hybridae O. Bolòs 1959, estesa pels Prepirineus calcaris i la Catalunya central; i Biforo radiantis-Centaureetum cyani Vigo, Carreras, Carrillo et I. Soriano, ass nova, dins de la qual proposem d'incloure les comunitats cerdanes

Mineralization of the recalcitrant oxalic and oxamic acids by electrochemical advanced oxidation processes using a boron-doped diamond anode

Oxalic and oxamic acids are the ultimate and more persistent by-products of the degradation of N-aromatics by electrochemical advanced oxidation processes (EAOPs). In this paper, the kinetics and oxidative paths of these acids have been studied for several EAOPs using a boron-doped diamond (BDD) anode and a stainless steel or an air-diffusion cathode. Anodic oxidation (AO-BDD) in the presence of Fe2+ (AO-BDD-Fe2+) and under UVA irradiation (AO-BDD-Fe2+-UVA), along with electro-Fenton (EF-BDD), was tested. The oxidation of both acids and their iron complexes on BDD was clarified by cyclic voltammetry. AO-BDD allowed the overall mineralization of oxalic acid, but oxamic acid was removed much more slowly. Each acid underwent a similar decay in AO-BDD-Fe2+ and EFBDD, as expected if its iron complexes were not attacked by hydroxyl radicals in the bulk. The faster and total mineralization of both acids was achieved in AO-BDD-Fe2+-UVA due to the high photoactivity of their Fe(III) complexes that were continuously regenerated by oxidation of their Fe(II) complexes. Oxamic acid always released a larger proportion of NH4 + than NO3- ion, as well as volatile NOx species. Both acids were independently oxidized at the anode in AO-BDD, but in AO-BDD-Fe2+-UVA oxamic acid was more slowlydegraded as its content decreased, without significant effect on oxalic acid decay. The increase in current density enhanced the oxidation power of the latter method, with loss of efficiency. High Fe2+ contents inhibited the oxidation of Fe(II) complexes by the competitive oxidation of Fe2+ to Fe3+. Low current densities and Fe2+ contents are preferable to remove more efficiently these acids by the most potent AO-BDD-Fe2+-UVA method.

Oligomerization and DNA binding of Ler, a master regulator of pathogenicity of enterohemorrhagic and enteropathogenic Escherichia coli

Ler is a DNA-binding, oligomerizable protein that regulates pathogenicity islands in enterohemorrhagic and enteropathogenic Escherichia coli strains. Ler counteracts the transcriptional silencing effect of H-NS, another oligomerizable nucleoid-associated protein. We studied the oligomerization of Ler in the absence and presence of DNA by atomic force microscopy. Ler forms compact particles with a multimodal size distribution corresponding to multiples of 35 units of Ler. DNA wraps around Ler particles that contain more than 1516 Ler monomers. The resulting shortening of the DNA contour length is in agreement with previous measurements of the length of DNA protected by Ler in footprinting assays. We propose that the repetition unit corresponds to the number of monomers per turn of a tight helical Ler oligomer. While the repressor (H-NS) and anti-repressor (Ler) have similar DNA-binding domains, their oligomerization domains are unrelated. We suggest that the different oligomerization behavior of the two proteins explains the opposite results of their interaction with the same or proximal regions of DNA.

ABS: a database of Annotated regulatory Binding Sites from orthologous promoters

Information about the genomic coordinates and the sequence of experimentally identified transcription factor binding sites is found scattered under a variety of diverse formats. The availability of standard collections of such high-quality data is important to design, evaluate and improve novel computational approaches to identify binding motifs on promoter sequences from related genes. ABS (http://genome.imim.es/datasets/abs2005/index.html) is a public database of known binding sites identified in promoters of orthologous vertebrate genes that have been manually curated from bibliography. We have annotated 650 experimental binding sites from 68 transcription factors and 100 orthologous target genes in human, mouse, rat or chicken genome sequences. Computational predictions and promoter alignment information are also provided for each entry. A simple and easy-to-use web interface facilitates data retrieval allowing different views of the information. In addition, the release 1.0 of ABS includes a customizable generator of artificial datasets based on the known sites contained in the collection and an evaluation tool to aid during the training and the assessment of motif-finding programs.